CN108829068A - 一种电镀生产线控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电镀生产线控制系统及控制方法，包括工控机、交换机、控制器、激光测距装置、检测传感器及执行机构；控制器接收工控机中不同电镀生产工艺流程指令进行调节并执行，还用于接收激光测距装置采集的行车位置信号及检测传感器采集的性能参数信号，进行综合处理运算，以确定工位中心位置、计算出工位两侧减速位置及减速区域，并将激光测距装置传来的数据进行处理转换与目标数据进行比较，从而对行车运动的方向进行判定并控制。该系统能够适用于不同情况下工艺流程的任意调节，同时满足现在既有的功能。
Description
技术领域
本发明属于电镀生产线自动控制生产技术领域，具体涉及一种电镀生产线控制系统及控制方法。
背景技术
现有电镀生产线自动化控制对于单工艺流程或特定的几个工艺流程的自动化程度水平已经相对成熟，但是对于多种工艺交错、工艺流程变更频繁等情况下，就会导致系统不能满足工作要求，所以企业在这种情况只能人工手动操作，导致整个生产线的效率降低，并且人工操作对工艺处理时间、质量都不能达到精确的控制水平。
发明内容
为解决上述电镀生产线控制系统在生产过程中的不足，本发明目的在于提供一种电镀生产线控制系统及控制方法，该系统能够适用于不同情况下工艺流程的任意调节，同时满足现在既有的功能。
本发明采用以下技术方案：
一种电镀生产线控制系统，包括工控机、交换机、控制器、激光测距装置、检测传感器及执行机构；
所述工控机，用于人机交互，进行输入或选择电镀生产线工艺流程指令；
所述交换机，用于工控机、控制器、激光测距装置及外部系统之间的数据交互；
所述激光测距装置，用于对整个线体进行距离检测，将实时测量的行车位置信号反馈给控制器，并将数据实时上传至工控机以显示出工件的实际运行位置；
所述检测传感器，用于对整个线体设备进行在线检测，并于控制器相连，将采集到的性能参数信号传送给控制器，将采集的产品质量数据上传至工控机；
所述控制器，用于接收工控机中不同电镀工艺流程指令进行调节并执行，还用于接收激光测距装置采集的行车位置信号及检测传感器采集的性能参数信号，进行综合处理运算，以确定工位中心位置、计算出工位两侧减速位置及减速区域，并将激光测距装置传来的数据进行处理转换与目标数据进行比较，从而对行车运动的方向进行判定并控制；
所述的执行机构，用于接收控制器的指令执行不同电镀生产线工艺流程指令。
优选地，所述控制器包含电源模块、CPU模块、I/O模块及以太网模块；
所述的电源模块，用于给CPU模块、I/O模块、以太网模块供电；
所述的CPU模块，用于系统的处理运算及控制中枢；
所述的I/O模块，用于连接检测传感器和执行机构；
所述的以太网模块，用于将CPU处理的数据上传给工控机，同时接收工控机发送的数据。
优选地，所述执行机构包括电镀生产线上的执行电机、过滤机、加热装置、罗茨风机、电磁阀、气动阀及电动阀。
优选地，所述工控机，用于人机交互具体包括实现对系统参数的初步设定、工艺流程更改、运行状态的监控、工艺流程的记忆保存、工件在各工位的处理/设定时间。
优选地，所述的交换机，还用于与厂区MES系统进行数据交换。
优选地，所述控制器用于对不同电镀生产工艺流程指令进行调节具体是指：在工控机的选择所需行走的工位节点及各工位处理时间，控制器根据工位节点输入的先后顺序及处理时间生成相应的控制程序，计算出此工艺流程对应工件的完整处理时间便于产量节拍的衔接，同时将此工艺流程进行记忆存储便于后期再次调用；各工位的处理时间设置有时间跟踪，以实时记录工件在此工位停留的时间。
一种电镀生产线控制方法，包括以下步骤：
在工控机中输入或选择电镀生产工艺流程指令；
通过交换机将电镀生产线工艺流程指令发送至控制器
激光测距装置实时对整个线体进行距离检测，将实时测量的行车位置信号反馈给控制器，并将数据实时上传至工控机以显示出工件的实际运行位置；
检测传感器对整个线体设备进行在线检测，将采集到的性能参数信号传送给控制器，将采集的产品质量数据上传至工控机；
控制器接收工控机中不同电镀生产工艺流程指令进行调节并驱动执行机构运动，控制器实时接收激光测距装置采集的行车位置信号及检测传感器采集的性能参数信号，进行综合处理运算，以确定工位中心位置、计算出工位两侧减速位置及减速区域，并将激光测距装置传来的数据进行处理转换与目标数据进行比较，从而对行车运动的方向进行判定并控制。
优选地，对不同电镀生产线工艺流程指令进行调节具体是指：
在工控机的选择所需行走的工位节点及各工位处理时间，控制器根据工位节点输入的先后顺序及处理时间生成相应的控制程序，计算出此工艺流程对应工件的完整处理时间便于产量节拍的衔接，同时将此工艺流程进行记忆存储便于后期再次调用；各工位的处理时间设置有时间跟踪，以实时记录工件在此工位停留的时间。
优选地，对行车运动的方向进行判定并控制步骤具体指：
整个生产线自动运行时，控制器将激光测距装置检测的距离与目标工位中心位置进行比较，当检测的距离小于目标中心位置时，行车正向平移，平移到接近目标中心位置时，控制器会发送减速信号，行车开始减速运行直至在指定位置停止，同时对应工位的槽盖打开后；行车吊钩下降，工件下降到指定位置进行处理时槽盖关闭；若该工位处理时间足够长，行车离开进行其它工件的处理；处理完成槽盖打开后，行车吊钩上升到指定位置，控制器自动读取下一个目标工位的位置信息，并于检测的距离进行比较，当检测的距离小于目标中心位置时，行车正向平移；当检测的距离大于目标中心位置时，行车反向平移，平移到接近目标中心位置时，控制器会发送减速信号，行车开始减速运行直至在指定位置停止；后续工位的运行均与此相似。
优选地，工艺流程调节后的位置信息采集使用队列控制，采用先入先出控制方式。
与现有的技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明控制系统包括工控机、交换机、控制器、激光测距装置、检测传感器及执行机构；激光测距装置对整个线体进行距离检测，将实时测量的行车位置信号反馈给控制器，检测传感器，用于对整个线体设备进行在线检测将采集到的性能参数信号传送给控制器；控制器接收工控机中不同电镀生产工艺流程指令进行调节并执行，还用于接收激光测距装置采集的行车位置信号及检测传感器采集的性能参数信号，进行综合处理运算，以确定工位中心位置、计算出工位两侧减速位置及减速区域，并将激光测距装置传来的数据进行处理转换与目标数据进行比较，从而对行车运动的方向进行判定并控制；可以根据不同工艺要求进行工艺流程的任意可调，克服了现有技术工艺流程改变时系统只能人工手动操作，整个生产线效率低的问题，并且该控制系统整个控制过程自动化完成，不需要过多的人为参与，通过实时在线检测质量达到精确的控制水平。
本发明控制方法可实现在不同工艺要求下工艺流程的任意可调，操作人员可根据工艺卡片进行自主设定的自动化运行流程；各工位中心位置的有效判定；可实现各工位实时处理时间与设定处理时间的对比显示；设置有不同权限的监控操作界面；可实现数据的相互交换，并能将数据上传至外部系统；简化了程序的复杂性、提高了程序的执行效率；提高了生产线工作效率及自动化程度；减少了不同工件、不同工艺流程下人为操作而导致的产品不合格率；减少了生产线人员的配置。
附图说明
图1为本发明一种电镀生产线控制系统结构图；
图2为本发明实施例中的简单几个工位示意图。
其中，1、工控机；2、交换机；3、控制器；4、激光测距装置；5、检测传感器；6、执行机构。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种电镀生产线控制系统，其包括工控机1、交换机2、控制器3、激光测距装置4、检测传感器5及执行机构6。工控机、控制器3及激光测距装置通过以太网进行数据交换。
工控机用于实现对系统参数的初步设定、工艺流程可人为任意更改、运行状态的监控、工艺流程的记忆保存、工件在各工位的处理/设定时间，同时特殊参数更改设置有权限保护，其为人机交互的主要通道。
交换机用于工控机、控制器3、激光测距装置及外部系统之间的数据交互。
控制器3包含电源模块、CPU模块、I/O模块及以太网模块，用于对采集、接收的数据进行综合处理运算。其内包含工位中心位置确定，即可实现通过工位数量、工位宽度、工位间距的参数设定，自动计算出工位中心位置，并将此结果反馈给工控机记录保存；也可直接测量工位中心位置，人工强制给定指定值，此工位中心位置保存于控制器3的断电保持的寄存器中，以免断电重新上电后需参数的重新设定。工艺流程的任意调节的实现，只需在工控机人机界面上按下所需行走的工位节点及各工位处理时间，系统会自动根据工位节点输入的先后顺序及处理时间生成相应的控制程序，同时计算出此工艺流程对应工件的完整处理时间，以便于产量节拍的衔接。各工位的处理时间设置有时间跟踪，可实时记录工件在此工位停留的时间。自动根据行车速度、载重等计算出工位两侧减速位置及减速区域，便于行车稳定、可靠的停止在指定位置。控制器3将激光测距装置传来的数据进行处理转换与目标数据进行比较，从而对行车运动的方向进行判定并控制。
激光测距装置用于对整个线体进行距离检测，将实时测量的行车位置信号通过以太网反馈给控制器3。
检测传感器用于对整个线体设备的状态、位置、流量、压力等进行检测，并于控制器3相连，将采集到的信号传送给控制器3。
执行机构包括：各种执行电机、过滤机、加热装置、罗茨风机、电磁阀、气动阀、电动阀等。
工控机配有专用的组态软件；控制器3配有专用的编程软件。
本发明的具体控制方法如下：
上述系统上电后，工程师将系统专用组态软件安装至工控机1，工控机1通过交换机2将控制器3专用程序下载至控制器3。结合整个电镀生产线设备情况，工程师在工控机1上设定整个生产线工位数量、工位宽度、工位间距等参数进行参数初设，系统自动将此初设结果进行永久保存，并通过交换机2将此结果传送给控制器3。
电镀生产线工艺流程预设界面如图2，但工位数量不限于图2中所示，图2只是用简单几个工位来介绍其实施方式。操作人员根据工艺卡片输入相应流程对应的工艺工位，如一次按下工位1、工位4、工位2、工位5、工位7、工位8，就会在下面的预设工艺路线中对应显示记录，同时在对应工位下设定处理时间，前面的0代表工件在此工位中实时处理时间，完成所有设置后点击OK按钮，控制器3会根据这个设定数据自动生成一个工艺控制流程，并将此工艺流程保存。整个生产线自动运行时，控制器3将激光测距装置检测的距离与目标工位中心位置进行比较，当检测的距离＜目标中心位置时，行车正向平移，平移到接近目标中心位置一定区域时，控制器3会发送减速信号，行车开始减速运行直至在指定位置停止，同时对应工位的槽盖打开后；行车吊钩下降，工件下降到指定位置进行处理时槽盖关闭，工艺界面会实时显示工件在此工位处理的时间，若该工位处理时间足够长，行车可离开进行其它工件的处理。处理完成槽盖打开后，行车吊钩上升到指定位置，控制器3自动读取下一个目标工位的位置信息，并于检测的距离进行比较，当检测的距离＜目标中心位置时，行车正向平移；当检测的距离＞目标中心位置时，行车反向平移，平移到接近目标中心位置一定区域时，控制器3会发送减速信号，行车开始减速运行直至在指定位置停止；后续工位的运行均与此相似。工艺流程调节后的位置信息采集主要使用队列控制，实现其先入先出的功能。
上述交换机2用于工控机1、控制器3、激光测距装置4之间控制系统的内部数据交换，同时还可与厂区MES系统进行数据交换。
上述控制器3部分包含电源模块、CPU模块、I/O模块及以太网模块。电源模块用于给CPU模块、I/O模块、以太网模块供电，CPU模块集成了整个系统的控制程序及运行逻辑，I/O模块用于连接检测传感器5和执行机构6，以太网模块用于将CPU处理的数据上传给工控机1，同时接受工控机1发送的数据。控制器3接收到通过交换机2传来的工控机1初设参数及工艺流程等数据后，控制器3将系统程序进行初始化，同时进行工位中心位置确定。即可通过工位数量、工位宽度、工位间距的参数设定，自动计算出工位中心位置，并将此结果反馈给工控机记录保存；也可直接测量工位中心位置，人工强制给定指定值，此工位中心位置保存于控制器3的断电保持的寄存器中，以免断电重新上电后需参数的重新设定。工艺流程的任意调节的实现，只需在工控机人机界面上按下所需行走的工位节点及各工位处理时间，系统会自动根据工位节点输入的先后顺序及处理时间生成相应的控制程序，计算出此工艺流程对应工件的完整处理时间便于产量节拍的衔接，同时将此工艺流程进行记忆存储便于后期再次调用。各工位的处理时间设置有时间跟踪，可实时记录工件在此工位停留的时间。自动根据行车速度、载重等计算出工位两侧减速位置及减速区域，便于行车稳定、可靠的停止在指定位置。控制器3将激光测距装置传来的数据进行处理转换与目标数据进行比较，从而对行车运动的方向进行判定并控制。
上述激光测距装置4用于对整个线体进行距离检测，实现对工件的运行位置进行实时跟踪，最终在工控机1组态软件上显示出工件的实际运行位置。通过激光测距对实现工件位置计算、逻辑控制、工艺调节、程序简化等提供了便利。
上述检测传感器5用于对整个线体设备的状态、位置、流量、压力等进行检测，并将所检测到的信号输送给控制器3，为控制系统的可靠性、安全性、精确性提供进一步保障；同时用于产品质量方面的检测传感器5，实现了产品质量的在线监测，为产品质量增加了保障。
上述执行机构6包括：各种执行电机、过滤机、加热装置、罗茨风机、电磁阀、气动阀、电动阀等，驱动整个电镀生产线设备的运行。
以上内容是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。
Claims (10)
1.一种电镀生产线控制系统，其特征在于，包括工控机(1)、交换机(2)、控制器(3)、激光测距装置(4)、检测传感器(5)及执行机构(6)；
所述工控机(1)，用于人机交互，进行输入或选择电镀生产线工艺流程指令；
所述交换机(2)，用于工控机(1)、控制器(3)、激光测距装置(4)及外部系统之间的数据交互；
所述激光测距装置(4)，用于对整个线体进行距离检测，将实时测量的行车位置信号反馈给控制器(3)，并将数据实时上传至工控机(1)以显示出工件的实际运行位置；
所述检测传感器(5)，用于对整个线体设备进行在线检测，并于控制器(3)相连，将采集到的性能参数信号传送给控制器(3)，将采集的产品质量数据上传至工控机(1)；
所述控制器(3)，用于接收工控机(1)中不同电镀生产工艺流程指令进行调节并执行，还用于接收激光测距装置(4)采集的行车位置信号及检测传感器(5)采集的性能参数信号，进行综合处理运算，以确定工位中心位置、计算出工位两侧减速位置及减速区域，并将激光测距装置(4)传来的数据进行处理转换与目标数据进行比较，从而对行车运动的方向进行判定并控制；
所述的执行机构(6)，用于接收控制器(3)的指令执行不同电镀生产线工艺流程指令。
2.根据权利要求1所述的一种电镀生产线控制系统，其特征在于，所述控制器(3)包含电源模块、CPU模块、I/O模块及以太网模块；
所述的电源模块，用于给CPU模块、I/O模块、以太网模块供电；
所述的CPU模块，用于系统的处理运算及控制中枢；
所述的I/O模块，用于连接检测传感器(5)和执行机构(6)；
所述的以太网模块，用于将CPU处理的数据上传给工控机(1)，同时接收工控机(1)发送的数据。
3.根据权利要求1所述的一种电镀生产线控制系统，其特征在于，所述执行机构包括电镀生产线上的执行电机、过滤机、加热装置、罗茨风机、电磁阀、气动阀及电动阀。
4.根据权利要求1所述的一种电镀生产线控制系统，其特征在于，所述工控机(1)，用于人机交互具体包括实现对系统参数的初步设定、工艺流程更改、运行状态的监控、工艺流程的记忆保存和工件在各工位的处理/设定时间。
5.根据权利要求1所述的一种电镀生产线控制系统，其特征在于，所述的交换机(2)，还用于与厂区MES系统进行数据交换。
6.根据权利要求1所述的一种电镀生产线控制系统，其特征在于，所述控制器(3)用于对不同电镀工艺流程指令进行调节具体是指：在工控机(1)选择所需行走的工位节点及各工位处理时间，控制器(3)根据工位节点输入的先后顺序及处理时间生成相应的控制程序，计算出此工艺流程对应工件的完整处理时间便于产量节拍的衔接，同时将此工艺流程进行记忆存储便于后期再次调用；各工位的处理时间设置有时间跟踪，以实时记录工件在此工位停留的时间。
7.一种电镀生产线控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在工控机(1)中输入或选择电镀生产线工艺流程指令；
通过交换机(2)将电镀生产线工艺流程指令发送至控制器(3)；
激光测距装置(4)实时对整个线体进行距离检测，将实时测量的行车位置信号反馈给控制器(3)，并将数据实时上传至工控机(1)以显示出工件的实际运行位置；
检测传感器(5)对整个线体设备进行在线检测，将采集到的性能参数信号传送给控制器(3)，将采集的产品质量数据上传至工控机(1)；
控制器(3)接收工控机(1)中不同电镀工艺流程指令进行调节并驱动执行机构(6)运动，控制器(3)实时接收激光测距装置(4)采集的行车位置信号及检测传感器(5)采集的性能参数信号，进行综合处理运算，以确定工位中心位置、计算出工位两侧减速位置及减速区域，并将激光测距装置(4)传来的数据进行处理转换与目标数据进行比较，从而对行车运动的方向进行判定并控制。
8.根据权利要求7所述的一种电镀生产线控制方法，其特征在于，对不同电镀生产线工艺流程指令进行调节具体是指：
在工控机(1)选择所需行走的工位节点及各工位处理时间，控制器(3)根据工位节点输入的先后顺序及处理时间生成相应的控制程序，计算出此工艺流程对应工件的完整处理时间便于产量节拍的衔接，同时将此工艺流程进行记忆存储便于后期再次调用；各工位的处理时间设置有时间跟踪，以实时记录工件在此工位停留的时间。
9.根据权利要求7所述的一种电镀生产线控制方法，其特征在于，对行车运动的方向进行判定并控制步骤具体指：
整个生产线自动运行时，控制器(3)将激光测距装置检测的距离与目标工位中心位置进行比较，当检测的距离小于目标中心位置时，行车正向平移，平移到接近目标中心位置时，控制器(3)会发送减速信号，行车开始减速运行直至在指定位置停止，同时对应工位的槽盖打开后；行车吊钩下降，工件下降到指定位置进行处理时槽盖关闭；若该工位处理时间足够长，行车离开进行其它工件的处理；处理完成槽盖打开后，行车吊钩上升到指定位置，控制器(3)自动读取下一个目标工位的位置信息，并于检测的距离进行比较，当检测的距离小于目标中心位置时，行车正向平移；当检测的距离大于目标中心位置时，行车反向平移，平移到接近目标中心位置时，控制器(3)会发送减速信号，行车开始减速运行直至在指定位置停止；后续工位的运行均与此相似。
10.根据权利要求9所述的一种电镀生产线控制方法，其特征在于，工艺流程调节后的位置信息采集使用队列控制，采用先入先出控制方式。
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